수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2012-07-11)

수능(화학II)
(2012-07-11 기출문제)

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1. 다음은 기체에 관한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 연소 전과 후의 온도는 같고, 연결관과 생성된 물의 부피 및 수증기압은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 연소 전과 후의 기체의 부피가 같다는 것을 설명하고, "ㄴ"은 연소 후 생성된 물의 수증기압이 증가하여 기체의 부피가 증가한다는 것을 설명한다. 따라서, "ㄱ, ㄴ"이 정답이다.
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2. 다음은 염화수소(HCl)가 생성되는 열화학 반응식이다.

그림은 H2, Cl2의 분자 내 핵간 거리에 따른 에너지 변화를 나타낸 것이다.

H-Cl의 결합 에너지는?

  1. 335 kJ/몰
  2. 428kJ/몰
  3. 524 kJ/몰
  4. 671 kJ/몰
  5. 856kJ/몰
(정답률: 알수없음)
  • HCl의 생성 반응식에서 H2와 Cl2 분자가 반응하여 H-Cl 분자가 생성된다. 이때 반응 엔탈피는 -92 kJ/mol이므로, 이 반응에서 생성된 H-Cl 분자의 결합 에너지는 92 kJ/mol이 된다.

    그림에서 H-Cl 결합 에너지는 H-Cl 분자 내 핵간 거리가 약 1.27 Å일 때 최소값을 가진다. 이때의 결합 에너지는 약 428 kJ/mol이다. 따라서 정답은 "428 kJ/몰"이다.
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3. 표는 1 kg의 용매 A에 비휘발성, 비전해질인 용질 X를 녹인 용액 (가)～(다)의 끓는점을 나타낸 것이다.

A의 끓는점과 X의 화학식량으로 옳은 것은? (단, A의 끓는점 오름 상수 Kb=5.2℃/m이다.) (순서대로 A의 끓는점(℃), X의 화학실량) [3점]

  1. 76.8, 32
  2. 76.8, 64
  3. 78.1, 32
  4. 78.1, 64
  5. 78.1, 128
(정답률: 알수없음)
  • 끓는점 오름 상수 Kb는 용매 1 kg당 끓는점이 1℃ 오르는 정도를 나타내는 상수이다. 따라서, 용액의 끓는점이 1 kg의 용매에 비해 얼마나 높은지를 계산할 수 있다.

    가) A에 X를 32 g 녹인 용액의 끓는점 상승은 (0.32/1000) × 5.2 = 0.001664℃ 이므로 A의 끓는점은 76.8℃이다. X의 몰 질량은 32 g/mol이므로 화학식량은 1 mol이다. 따라서, (76.8, 32)는 오답이다.

    나) A에 X를 64 g 녹인 용액의 끓는점 상승은 (0.64/1000) × 5.2 = 0.003328℃ 이므로 A의 끓는점은 76.8 + 0.003328 = 76.803328℃이다. X의 몰 질량은 64 g/mol이므로 화학식량은 1 mol이다. 따라서, (76.8, 64)는 정답이다.

    다) A에 X를 128 g 녹인 용액의 끓는점 상승은 (0.128/1000) × 5.2 = 0.0006656℃ 이므로 A의 끓는점은 78.1℃이다. X의 몰 질량은 64 g/mol이므로 화학식량은 2 mol이다. 따라서, (78.1, 128)은 오답이다.

    따라서, 정답은 (76.8, 64)이다.
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4. 다음은 일정한 온도에서 기체의 성질을 알아보는 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대기압은 76cmHg이고, 연결관과 수은관의 부피는 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 온도가 일정하다는 조건을 만족하기 때문에 옳은 설명이다. "ㄷ"는 기체의 부피가 압력과 반비례한다는 보일의 법칙에 따라, 수은이 이동하면서 기체의 부피가 작아지고 압력이 증가하기 때문에 옳은 설명이다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄷ"이다.
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5. 그림은 물 100 g에 물질 X와 Y를 각각 녹인 수용액의 어는점을 용질의 질량에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 물질 X와 Y는 비휘발성, 비전해질이며 물의 어는점 내림 상수 Kf=1.86℃/m이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 물질 X와 Y의 어는점 내림 효과는 용질의 질량에 비례한다. (ㄱ)
    - 물질 X와 Y는 비휘발성, 비전해질이므로 용질의 어는점 내림에 영향을 주는 것은 용질의 질량뿐이다. (ㄷ)
    - 물질 X와 Y의 어는점 내림 정도는 용질의 질량에 따라 다르므로, 물질 X와 Y는 서로 다른 물질일 가능성이 높다. (ㄱ, ㄴ)
    - 물질 X와 Y의 어는점 내림 정도가 같은 경우, 두 물질은 같은 물질일 가능성이 높다. (ㄴ, ㄷ)
    - 따라서, 모든 보기가 옳은 내용을 담고 있지만, 가장 정확한 답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.
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6. 그림은 몇 가지 할로겐 화합물의 끓는점을 구성 원소의 전기음성도 차이에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A～D는 각각 H, Li, F, Cl 중 하나이다.) [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 ㄱ: 전기음성도 차이가 작을수록 끓는점이 비슷하다. H와 Li는 전기음성도 차이가 작기 때문에 끓는점이 비슷하다.
    - 보기 ㄷ: 전기음성도 차이가 클수록 끓는점 차이가 크다. F와 Cl은 전기음성도 차이가 크기 때문에 끓는점 차이가 크다.
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7. 다음은 몇 가지 열화학 반응식을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.

    - 식 (1)은 산화-환원 반응으로, 구리 이온(Cu2+)이 환원되어 구리 금속(Cu)으로 변하고, 아연(Zn)이 산화되어 아연 이온(Zn2+)이 생성된다.
    - 식 (2)는 산-염기 중화 반응으로, 염산(HCl)과 수산화 나트륨(NaOH)가 반응하여 염(NaCl)과 물(H2O)이 생성된다.
    - 식 (3)은 이중 교환 반응으로, 바르륨 염(BaCl2)과 황산(H2SO4)이 반응하여 바륨 황산염(BaSO4)과 염화 수소산(HCl)가 생성된다.

    따라서, 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ" 이다.
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8. 그림은 중성 원자 A, B, C의 바닥 상태의 전자 배치에서 전자가 들어있는 오비탈의 수와 홀전자수를 나타낸 것이다.

A～C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A～C는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • A는 전자 배치가 1s²2s²2p⁶이므로 전자가 존재하는 오비탈의 수는 10개이고, 홀전자수는 없으므로 0이다. B는 전자 배치가 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴이므로 전자가 존재하는 오비탈의 수는 22개이고, 홀전자수는 2개이다. C는 전자 배치가 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵이므로 전자가 존재하는 오비탈의 수는 23개이고, 홀전자수는 1개이다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄷ" 이다.
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9. 그림은 물의 상평형 그림을, 표는 A, B, C지역의 대기압과 t℃에서 물의 상태를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기에서 "ㄱ"은 A지역에서 대기압이 1 atm 이하일 때 물이 고체, 1 atm 이상 2 atm 미만일 때 액체, 2 atm 이상일 때 기체 상태가 되기 때문이다.
    - "ㄷ"는 C지역에서 대기압이 1 atm 이하일 때 물이 기체, 1 atm 이상 2 atm 미만일 때 액체, 2 atm 이상일 때 고체 상태가 되기 때문이다.
    - "ㄱ, ㄴ"은 A, B지역에서 대기압이 1 atm 이하일 때 물이 고체, 1 atm 이상 4 atm 미만일 때 액체, 4 atm 이상일 때 기체 상태가 되기 때문이다.
    - "ㄴ, ㄷ"는 B, C지역에서 대기압이 1 atm 이하일 때 물이 기체, 1 atm 이상 4 atm 미만일 때 액체, 4 atm 이상일 때 고체 상태가 되기 때문이다.
    - "ㄱ, ㄴ, ㄷ"는 A, B, C지역에서 모두 대기압에 따라 물의 상태가 변화하기 때문이다.
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10. 그림은 일정한 온도에서 물과 포도당 수용액의 증기 압력을 측정한 모습을 나타낸 것이다.

이 실험에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 측정관에 남아 있는 물과 포도당 수용액의 부피와 무게는 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 물의 증기압력이 포도당 수용액의 증기압력보다 높아서, "ㄴ"은 농도가 높은 포도당 수용액의 증기압력이 물보다 낮아서이다. 따라서 "ㄱ, ㄴ"이 정답이다.
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11. 그림은 일정한 온도에서 압력에 따른 같은 몰수의 이상 기체의 부피(V)와 실제 기체 X의 부피(VX)의 비를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만 을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • <보기>
    ㄱ. 이상 기체의 부피는 압력과 비례한다.
    ㄴ. 이상 기체의 부피는 온도와 비례한다.
    ㄷ. 실제 기체 X는 이상 기체의 특성을 가지지 않는다.

    정답: ㄴ, ㄷ

    이상 기체의 상태 방정식에서 PV=nRT이므로 압력과 부피는 반비례 관계이다. 따라서 그림에서 이상 기체의 부피가 압력과 반비례하는 것은 옳지 않다. 그러나 이상 기체의 부피는 온도와 비례하므로 그림에서 이상 기체의 부피가 온도와 비례하는 것은 맞다. 그리고 실제 기체 X는 이상 기체의 특성을 가지지 않으므로 이상 기체의 상태 방정식이 적용되지 않아 그림에서 이상 기체와 실제 기체 X의 부피 비교가 가능하다.
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12. 그림은 25℃에서 같은 질량의 기체 A, B, C의 압력과 부피를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ"이다. 이유는 기체의 압력과 부피는 열역학적 상태방정식인 PV=nRT에 따라 비례 또는 반비례 관계를 가지는데, 그림에서 A, B, C의 압력과 부피가 모두 다르므로 이들 간에는 상태방정식이 성립하지 않는다. 따라서 보기에서는 어떤 결론도 내리지 않는 것이 옳다.
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13. 그림은 3주기 원소 A, B, C의 원자와 각 원자의 안정한 이온의 상대적인 크기를 나타낸 것이다.

A～C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A～C는 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "ㄱ"이다. 그림에서 A, B, C의 위치를 보면 A가 가장 크고 C가 가장 작은 것을 알 수 있다. 이는 A, B, C가 각각 양이온, 중성원자, 음이온임을 고려하면 이해할 수 있다. 양이온은 전자 수가 적어서 핵의 양성전하에 의해 전자껍질이 압축되어 작아지고, 음이온은 전자 수가 많아서 핵의 음성전하에 의해 전자껍질이 팽창되어 커진다. 따라서 A는 양이온, C는 음이온이며, B는 중성원자이다. 이에 따라 보기에서 "ㄱ"은 옳은 설명이다.
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14. 그림은 수소 원자의 가시광선 영역의 선 스펙트럼과 수소 원자의 몇 가지 전자 전이를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수소 원자의 에너지 준위는 이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 수소 원자의 가시광선 영역의 스펙트럼에서 발견되는 선들이 수소 원자의 전자가 2번 에너지 준위에서 1번 에너지 준위로 전이할 때 방출되는 것임을 설명하고 있습니다. "ㄴ"은 수소 원자의 가시광선 영역의 스펙트럼에서 발견되는 선들이 수소 원자의 전자가 3번 에너지 준위에서 2번 에너지 준위로 전이할 때 방출되는 것임을 설명하고 있습니다. 따라서 "ㄱ, ㄴ"이 정답입니다.
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15. 500 mL 부피 플라스크에 염화나트륨(NaCl) 5.85 g을 넣은 후, 표선까지 증류수를 채워 밀도가 d g/mL인 용액을 만들었다. 이 용액에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도는 일정하고, NaCl의 화학식량은 58.5이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ: 이 용액의 농도는 0.1 M이다.
    - ㄴ: 이 용액의 밀도는 1.038 g/mL이다.
    - ㄷ: 이 용액의 총 부피는 500 mL + 표선까지 채운 부피이므로, 정확한 값을 알 수 없다.
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16. 표는 3주기 원소 A, B, C의 순차적 이온화 에너지(En)를 나타낸 것이다.

A∼C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A∼C는 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 이온화 에너지가 A < B < C 순서대로 증가하므로 옳은 설명이다. "ㄴ"은 보기와 상관없는 내용이다. "ㄷ"는 이온화 에너지와 관련된 내용이지만 A, B, C의 순서와는 관련이 없다. "ㄱ, ㄴ"은 "ㄱ"이 옳은 것과 "ㄴ"이 틀린 것을 함께 나타내므로 옳지 않다. "ㄱ, ㄷ"는 "ㄱ"이 옳은 것과 "ㄷ"가 옳은 것을 함께 나타내므로 옳지 않다.
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17. 그림은 분자 (가)와 (나)를 구조식으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    - (가)는 에테르(ether)이다. 에테르는 산소 원자와 두 개의 탄소 원자로 이루어진 구조를 가지고 있으며, 이중 결합이 없기 때문에 분자 내부에서는 회전이 자유롭다. 따라서 (가)는 광학 이성질체를 가질 수 없다.
    - (나)는 에테놀(ethanol)이다. 에테놀은 산소 원자, 탄소 원자 두 개, 수소 원자 둘로 이루어져 있으며, 탄소 원자와 수소 원자 사이에는 결합이 있어서 분자 내부에서 회전이 제한된다. 따라서 (나)는 광학 이성질체를 가질 수 있다.
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18. 다음은 몇 가지 분자를 나열한 것이다.

(가)～(다)의 설명에 해당하는 분자의 개수로 옳은 것은? (순서대로 가, 나, 다) [3점]

  1. 1, 2, 3
  2. 1, 3, 3
  3. 2, 2, 3
  4. 2, 2, 5
  5. 2, 3, 5
(정답률: 알수없음)
  • 가) 2개의 분자: 이산화탄소(CO2)와 메탄(CH4)는 모두 탄소(C)와 산소(O) 또는 탄소(C)와 수소(H)로 이루어져 있기 때문에 2개의 분자가 맞다.
    나) 2개의 분자: 질소산화물(NOx)과 아황산가스(SOx)는 각각 질소(N), 산소(O) 또는 황(S), 산소(O)로 이루어져 있기 때문에 2개의 분자가 맞다.
    다) 5개의 분자: 미세먼지, 휘발성유기화합물(VOCs), 일산화탄소(CO), 이산화질소(NO2), 오존(O3)은 모두 서로 다른 분자이기 때문에 5개의 분자가 맞다.

    정답이 "2, 2, 5" 인 이유는, 문제에서 주어진 분자들의 구성 요소가 서로 다르기 때문에, 각각의 분자들은 서로 다른 분자로 취급되어야 하기 때문이다. 따라서, 이러한 이유로 각각의 분자 개수가 2, 2, 5개가 된다.
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19. 그림은 몇 가지 원자 및 이온 (가), (나), (다)를 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 (가)는 양전하를 가진 이온, (나)는 음전하를 가진 이온, (다)는 중성 원자를 나타내고 있다. 이 중에서 전하를 가진 이온은 전자를 잃거나 얻어서 전하를 가지므로, 전자 수가 다른 원자나 이온과 결합하여 안정적인 상태를 만들어야 한다. 이에 따라 (가)와 (나)는 전하를 상쇄시키기 위해 결합하여 이온 결합을 형성하고, (다)는 전자를 공유하여 공유 결합을 형성한다. 따라서, 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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20. 그림은 두 가지 고체 물질의 구조를 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ"인 이유는 그림에서 두 가지 고체 물질이 서로 다른 크기와 형태를 가지고 있기 때문이다. 즉, 두 물질은 서로 다른 구조를 가지고 있으며, 이를 나타내는 모형도 다르다. 따라서 "ㄱ"이 정답이다.
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